重力式擋墻與錨桿擋墻在邊坡支護(hù)中的運(yùn)用分析

（福建云帆建設(shè)工程有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

無論是城鄉(xiāng)建設(shè)還是城鎮(zhèn)建設(shè)都不可避免地而會(huì)遇到復(fù)雜的地貌，通常要進(jìn)行找平，經(jīng)常需要挖壑填壑，不可避免地要進(jìn)行邊坡支護(hù)，當(dāng)支撐高度不是很高時(shí)，重力式擋墻與錨桿擋墻其特殊的特性而被廣泛使用。但是，在某些特殊的地質(zhì)條件下，使用單一形式的支撐有時(shí)不僅不安全，而且也不經(jīng)濟(jì)。因此，根據(jù)不同的邊坡形式和特點(diǎn)，有必要對(duì)擋土墻的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳的支護(hù)設(shè)計(jì)方案，本文將重力式擋墻和錨桿擋墻的優(yōu)缺點(diǎn)充分結(jié)合在一起，簡要介紹了重力式擋墻和錨桿擋墻，采取重力式擋墻與錨桿擋墻共同在邊坡進(jìn)行支護(hù)的方式，以期對(duì)提升邊坡支護(hù)的質(zhì)量有所幫助。

1 依據(jù)擋墻結(jié)構(gòu)選擇支護(hù)方法

擋墻設(shè)計(jì)的選擇原則如下：（1）擋土墻的用途、高度和重要性；（2）施工的地形和地質(zhì)條件；（3）嘗試使用當(dāng)?shù)夭牧喜⑹勾胧┻m應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r；（4）安全性和經(jīng)濟(jì)性。因此，在邊坡支護(hù)工程中，有必要對(duì)邊坡的不同特性進(jìn)行優(yōu)化和比較，以確定可以確保安全，節(jié)省投資的支護(hù)方案。

1.1 重力式擋墻

重力擋土墻是指依靠墻體自身重量承受土壤側(cè)向壓力的擋土墻，重力擋土墻可以用塊石、片石砌筑，也可以用毛石混凝土澆筑。重力式擋土墻通常用簡單的梯形制成，它具有就地取材、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益：重力式擋土墻依靠自重平衡穩(wěn)定，體積大，重量大，在軟土地基上的施工常常受其承載力的限制，如果擋土墻很高，耗費(fèi)大量材料且不經(jīng)濟(jì)，當(dāng)?shù)鼗己脮r(shí)，墻體整體高度不高，并且當(dāng)?shù)剡€可以買到石料時(shí)，應(yīng)首先選擇重力擋土墻。

1.2 錨桿擋墻

錨桿式擋墻是一種輕質(zhì)擋土墻，由鋼筋混凝土板和錨桿組成。它取決于錨桿在巖石和土壤中的錨的水平張力，以承受土壤的側(cè)向壓力；此類擋土墻適用于壁高較大，缺少石塊或基坑開挖困難的區(qū)域。為了方便柱子和擋板的安裝，主要采用垂直墻，每根柱子的間距應(yīng)根據(jù)高度而定，布置間距2.5∽2.5m，一般情況下，錨桿水平向下傾斜10°～45°。錨桿的長度盡可能短，在巖石層中固定段的有效長度通常不小于4 m，在穩(wěn)定土層中固定段的有效長度通常有9∽10 m，錨孔內(nèi)填充膨脹水泥砂漿，錨孔與墻體之間的錨固段用瀝青包裹，以防銹蝕；當(dāng)擋土墻高度過大分級(jí)設(shè)置時(shí)，每層的高度不應(yīng)大于6m，且兩層之間必須預(yù)留1～2m 的平臺(tái)，以方便施工和安全操作；錨固擋土墻由于其占地面積小，結(jié)構(gòu)靈活，變形小，安全性高而被廣泛使用。

2 工程實(shí)例

2.1 項(xiàng)目概況

工程地點(diǎn)位于福州市閩清縣云龍鄉(xiāng)，山體的整體坡度約為22°～32°，因修建匯森寶新型非標(biāo)定制家裝生產(chǎn)線項(xiàng)目，需對(duì)場地內(nèi)部超出場地整平標(biāo)高的部分開挖整平，形成多段挖填方邊坡。

2.2 地質(zhì)條件

場地地層較為簡單，根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，場地巖土體自上而下可分為：

①雜填土：灰黃、雜色，稍濕，呈松散狀態(tài)，主要由粘性土組成，含少量砂、碎石及建筑垃圾等，欠固結(jié)，硬物質(zhì)粒徑約為3-8cm，含量約為5-10%，堆填時(shí)間約2年。

②粉質(zhì)粘土：淺黃色，濕，呈可塑狀態(tài)，主要成分以粘性土為主，物質(zhì)組分均勻性差，局部含有機(jī)質(zhì)組分，含粘土結(jié)核、鐵錳質(zhì)等，刀切面光滑，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等。

③全風(fēng)化凝灰?guī)r：灰黃色，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成份為石英、長石及火山碎屑物等，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈散體狀，浸水易軟化。巖體完整程度為極破碎，巖石堅(jiān)硬程度等級(jí)為極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。該層無洞穴、臨空面及軟弱巖層。

④砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r：灰白色、灰黃色，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成份為石英、長石及火山碎屑物等，巖石、礦物質(zhì)已基本完全風(fēng)化，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈砂土狀，浸水易軟化。巖體完整程度為極破碎，巖石堅(jiān)硬程度等級(jí)為極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。

⑤碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r：灰白色、灰黃色，組織結(jié)構(gòu)大部分破壞，主要成份為石英、長石及火山碎屑物等，礦物成分已顯著變化，節(jié)理裂隙極發(fā)育，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖芯多呈碎塊狀，巖石完整程度屬極破碎，為軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。

⑥中風(fēng)化凝灰?guī)r：灰白色，褐黃色，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，風(fēng)化程度中等，礦物成份以石英、長石、云母為主。節(jié)理、裂隙較發(fā)育，巖芯呈短柱～長柱狀，錘擊聲脆，不易擊開。RQD 為45～70，巖體完整程度為較完整～較破碎，為較硬巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ～Ⅳ級(jí)。

2.3 支擋方案的優(yōu)化選擇

根據(jù)場地的室外標(biāo)高及現(xiàn)場的實(shí)際情況，可將改項(xiàng)目的邊坡分成東面和南面兩段。其中東面為修建村道已開挖出的高邊坡，高度在15～20m 范圍內(nèi)，坡度在30°左右，且坡度后期設(shè)計(jì)為道路，改段的地質(zhì)為砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r和碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r。南面段為填方區(qū)，邊坡高度在8～12m 范圍內(nèi)，如果采用放坡方式則需要占用大量建筑用地。根據(jù)各類擋墻的優(yōu)缺點(diǎn)及現(xiàn)場實(shí)際情況，在最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)組合下東面采用錨桿式擋土墻，南面采用片石混凝土重力式擋墻結(jié)合放坡的支護(hù)形式。

3 錨桿擋墻施工的質(zhì)量控制

3.1 易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

錨桿式擋土墻是一種結(jié)構(gòu)簡單、受力特殊的支護(hù)形式，在施工中容易發(fā)生預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量不合格、錨桿強(qiáng)度不足、與肋柱連接不牢，施工工藝不當(dāng)?shù)荣|(zhì)量問題，嚴(yán)重情況下可造成擋土墻功能失效。

3.2 原因分析

錨固式擋土墻所選用的材料不合格，特別是對(duì)錨桿、水泥品種的選擇不符合設(shè)計(jì)要求，結(jié)果造成錨桿強(qiáng)度不足、水泥性能不當(dāng)，無法保證施工質(zhì)量。在進(jìn)行錨桿式擋土墻預(yù)制構(gòu)件施工時(shí)，由于制作工藝不當(dāng)，使預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量不符合要求。在進(jìn)行錨固式擋土墻安裝施工時(shí)，對(duì)各施工工藝把關(guān)不嚴(yán)，施工方法不對(duì)、其他工序不合格等，也會(huì)造成擋土墻工程施工失敗[1]。

3.3 預(yù)防措施

選擇性能良好的材料，確保組成材料滿足設(shè)計(jì)要求。錨桿式擋土墻所用的材料，主要包括：砂漿、混凝土和鋼筋等，在確定選用的材料時(shí)，除注意滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求另外還須注意以下幾方面。錨桿直徑須符合設(shè)計(jì)要求，為方便與肋柱進(jìn)行連接，端桿部分應(yīng)按規(guī)定要求套絲，并配以相應(yīng)的螺帽、墊片，必要時(shí)也可用鋼絲束進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨固。錨桿必須采取防銹措施，如鍍鋅、刷防銹漆、瀝青麻絲、瀝青玻璃布等，有條件時(shí)也可在錨桿上套管，內(nèi)徑大于錨桿外徑4～5mm，澆筑環(huán)氧樹脂封閉保護(hù)。錨桿焊接應(yīng)采用對(duì)焊。灌注錨孔所用的砂漿標(biāo)號(hào)宜大于M3.0，配制水泥砂漿的水泥宜用硅酸鹽膨脹水泥或自應(yīng)力水泥，以防止產(chǎn)生收縮。盡量采用攪拌機(jī)攪拌，以保證砂漿具有較高的可泵性和低泌漿性。砂漿用砂要過篩，砂漿需經(jīng)過濾網(wǎng)倒入壓漿泵。拉桿通常采用單根螺紋鋼筋，直徑不小于22mm，也不大于32mm。無肋柱式擋土墻拉桿直徑不小于16mm。肋柱上應(yīng)預(yù)留孔道，并相對(duì)應(yīng)，孔道直徑應(yīng)大于螺栓端桿直徑以便肋柱、拉桿的連接，連接處的縫隙可用瀝青砂漿和瀝青麻筋堵塞，所有拉桿必須做好防銹處理。采用正確的施工法，嚴(yán)格控制預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量，錨桿式擋土墻的構(gòu)件預(yù)制時(shí)施工過程中的主要工作。場地設(shè)置的規(guī)模和配備應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況根據(jù)工程數(shù)量大小以及構(gòu)件類型而定，對(duì)于面板等小型構(gòu)件，為保證預(yù)制質(zhì)量和加快周轉(zhuǎn)速度，可參考以下方法施工。固定胎盤，用混凝土做成底模，表面原漿須壓光，并刷以隔離劑，也可用塑料薄膜做隔離層，用定型模板做側(cè)面模板。采用翻轉(zhuǎn)模板時(shí)將定型構(gòu)件模板安裝在翻轉(zhuǎn)架上臨時(shí)固定，采用低流動(dòng)性混凝土進(jìn)行澆筑，搗實(shí)后立即將模板翻身倒在堅(jiān)實(shí)平整的鋪砂地面上快速脫模和養(yǎng)護(hù)。這種方法宜用于混凝土體積在 0.3m 以內(nèi)、寬在60cm 以內(nèi)、長度在 4.0m 以內(nèi)的構(gòu)件，但面板外觀質(zhì)量要求較高時(shí)，不宜采用翻轉(zhuǎn)模板預(yù)制。配套的鋼模板可采用大批量定型生產(chǎn)的各種預(yù)制構(gòu)件的模板，也可以采用鋼木混合制作的模板。模板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，構(gòu)件表面應(yīng)平整，外形輪廓清晰，線條順直，不得有露筋彎曲，掉角啃邊，各部尺寸應(yīng)符合要求。當(dāng)構(gòu)件尺寸較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置鋼筋吊環(huán)，以便搬運(yùn)和起吊安裝。

4 片石混凝土的施工質(zhì)量控制

4.1 易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

片石混凝土擋墻比容易片石摻量難以控制，片石粒徑不規(guī)則、強(qiáng)度偏差大、潔凈度難以保障。易產(chǎn)生溫度變形，產(chǎn)生裂縫等，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。

4.2 原因分析

首先，必須將雜物的數(shù)量控制在允許的范圍內(nèi)，這需要施工單位的質(zhì)量意識(shí)和自律意識(shí)支撐，監(jiān)理人員的責(zé)任心以及對(duì)過程進(jìn)行監(jiān)控的能力。無論是施工現(xiàn)場的加工還是購得的石料，不是太大就是太小，太大容易產(chǎn)生重疊、間隙、振動(dòng)不密，太小不能起到片石混凝土的作用。所加石料的抗壓強(qiáng)度或混凝土強(qiáng)度不低于30MPa，石料質(zhì)量有一定偏差，尤其是所購石料受母材、加工廠家等因素的影響很大。石料入模的方法基本上是使用挖掘機(jī)或鏟車，容易混入土壤和其他雜質(zhì)，這將對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。

4.3 預(yù)防措施

4.3.1 材料控制

片石：石材必須堅(jiān)硬，緊密，堅(jiān)固耐用，沒有裂紋、風(fēng)化、夾層，并且必須清洗干凈，不得留下其他雜物，抗壓強(qiáng)度不得小于混凝土的強(qiáng)度30MPa，不能使用卵石和薄片。

4.3.2 混凝土片石填放控制

片石的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于30MPa；石料必須符合要求，最大尺寸不得大于結(jié)構(gòu)最小尺寸的1/4，最小尺寸不得小于15 厘米；片石應(yīng)均勻分布并牢固放置，片石間距應(yīng)不小于15cm，以確保每塊片石都包裹在混凝土中，片石與模板之間的凈空應(yīng)不小于25cm。上部雜物的上表面必須覆蓋不少于25cm 的混凝土層；片石擺放過程中，注意片石不會(huì)損壞排氣管的模型和PVC 防水。澆筑后初凝前，應(yīng)在施工縫表面上插入少量片石，利于新舊混凝土面的粘結(jié)，片石的體積不得超過混凝土碎石總體積的25%。

4.3.3 片石混凝土澆筑控制

澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)在其底部澆筑約25cm 厚，避免片石直接接觸混凝土墊層，且不應(yīng)讓片石與埋在混凝土中的鋼筋或鐵部件接觸。采用分層、循序漸進(jìn)的方式混凝土澆搗，前后使用三個(gè)振動(dòng)棒，第一個(gè)在排放點(diǎn)，第二個(gè)在坡腳，第三個(gè)在中間，保證混凝土振搗密實(shí)，不留空隙。在澆筑過程中，必須控制時(shí)間間隔，并必須按照大約1：6 的自然斜率來控制混凝土的坡度，以保證混凝土不離析和密實(shí)，嚴(yán)格把握振動(dòng)棒的插入點(diǎn)和振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，避免遺漏。同時(shí)要確?；炷恋姆€(wěn)定性，在鋪設(shè)混凝土澆搗的過程中，現(xiàn)場的專職人員必須根據(jù)規(guī)范對(duì)樣品進(jìn)行取樣和制作測試塊，另一方面，對(duì)現(xiàn)場每車的倒塌程度進(jìn)行測量，測控頻率應(yīng)不小于每小時(shí)一小時(shí)，并記錄下來。

4.3.4 片石混凝土的養(yǎng)護(hù)

每?；炷翝仓瓿珊?，混凝土表面必須覆蓋塑料膜或保持濕潤，新拌混凝土的水化熱量相對(duì)較快，因此要覆蓋塑料膜以保持水分并避免干縮裂縫。另外，根據(jù)室外溫度變化及測溫溫差，隨時(shí)調(diào)整覆蓋草席厚度。待終凝后澆水養(yǎng)護(hù)，保護(hù)混凝土濕潤，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。

5 結(jié)語

近年來，邊坡和基坑的支護(hù)技術(shù)越來越先進(jìn)，新的支護(hù)技術(shù)也層出不窮，邊坡工程支護(hù)是具有較強(qiáng)專業(yè)性的綜合系統(tǒng)工程。在工程實(shí)踐中，施工人員要充分認(rèn)識(shí)不同形式的支護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)化邊坡支護(hù)和設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳效果。而本文探討的重力式擋墻與錨桿擋墻結(jié)合進(jìn)行支護(hù)的設(shè)計(jì)不僅可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，而且降低了經(jīng)濟(jì)投入，提升了支護(hù)的安全性，進(jìn)而提升了支護(hù)項(xiàng)目的整體質(zhì)量，與此同時(shí)，它還可以為邊坡和基礎(chǔ)支護(hù)施工人員提供參考。